RU2184299C1

RU2184299C1 - Method of securing pipe line

Info

Publication number: RU2184299C1
Application number: RU2001103707/06A
Authority: RU
Inventors: Ф.М. Мустафин; Ю.И. Спектор; тковский О.П. Кв; О.П. Квятковский; И.Ш. Гамбург; Г.И. Колтунов; С.К. Рафиков
Original assignee: Уфимский государственный нефтяной технический университет
Priority date: 2001-02-12
Filing date: 2001-02-12
Publication date: 2002-06-27

Abstract

FIELD: construction engineering; erection of pipe lines. SUBSTANCE: pipe line is secured by means of tubular tie rods through which binding material is fed to ground. Binding material is fed under pressure through holes made in lateral surface of lower portion of tie rod. Invention contains recommendations for selection of type of binding material and pressure for its feed depending of type of ground. EFFECT: enhanced reliability. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к строительству магистральных трубопроводов. The invention relates to the construction of trunk pipelines.

Известен способ балластировки подземного трубопровода с применением анкерных устройств [Васильев И.П. Балластировка и закрепление трубопроводов. - М.: Недра, 1984 г., с.115-131]. A known method of ballasting an underground pipeline using anchor devices [Vasiliev I.P. Ballasting and fixing of pipelines. - M .: Nedra, 1984, p.115-131].

Недостатками известного способа являются недостаточная надежность, необходимость использования специальной техники. The disadvantages of this method are the lack of reliability, the need to use special equipment.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению (прототипом) является способ закрепления трубопровода на проектных отметках с использованием инъекционных анкеров, заключающийся в том, что трубчатые анкеры с оболочками закреплялись в грунте цементным раствором, подаваемым под давлением 0,5-1,2 мПа в изготовленную из латекса оболочку диаметром 60 мм, длиной 630 мм через отверстия на боковой поверхности трубы, закрытые резиновыми кольцами, в течение 5-10 мин [А.М.Липкинд. Инъекционные анкеры для закрепления трубопроводов. Строительство трубопроводов. 1983 г., 11, с.20-21]. The closest technical solution to the claimed invention (prototype) is a method of securing the pipeline at design elevations using injection anchors, namely, that tubular anchors with shells were fixed in the ground with cement mortar supplied under a pressure of 0.5-1.2 MPa to the manufactured from latex, a sheath with a diameter of 60 mm, a length of 630 mm through holes on the side of the pipe, closed with rubber rings, for 5-10 minutes [A.M. Lipkind. Injection anchors for securing pipelines. Pipeline construction. 1983, 11, p.20-21].

Недостатками прототипа являются низкая надежность конструкции из-за возможности разрушения оболочки из латекса при внедрении в грунт анкера, низкое значение сцепления между оболочкой анкера и грунтом, невозможность крепления в слабых водонасыщенных и плотных грунтах. The disadvantages of the prototype are the low reliability of the structure due to the possibility of destruction of the latex shell when the anchor is introduced into the soil, the low adhesion between the anchor shell and the ground, the inability to fix it in weak water-saturated and dense soils.

Изобретение решает техническую задачу увеличения удерживающей способности анкера, сокращение времени инъектирования и повышения эксплуатационной надежности балластировки. The invention solves the technical problem of increasing the holding capacity of the anchor, reducing injection time and increasing the operational reliability of ballasting.

Указанная задача решается тем, что в способе закрепления трубопровода, включающем закрепление в грунте трубчатых анкеров с отверстиями на боковой поверхности путем инъектирования вяжущего продукта в грунт с последующим соединением анкера с трубопроводом посредством силовых поясов, согласно изобретения вяжущий продукт инъектируют в грунт через отверстия, выполненные в нижней части боковой поверхности трубы переменного диаметра, под давлением 0,1. . . 0,5 мПа в предварительно определенную прослойку слабого несвязного грунта, а при закреплении в плотных связных грунтах вяжущее инъектируют под давлением 1,5. . . 10 мПа в течение 0,5-4 минут. Причем в качестве вяжущего продукта используют нефтяные битумы, натриевое жидкое стекло, различные смолы и другие водонерастворимые быстродействующие вещества. После затвердевания инъектируемого вяжущего продукта анкер и масса затвердевшего продукта создают единую конструкцию с удерживающей способностью выше, чем у прототипа примерно на 30...40%. Причем в обоих случаях при подаче закрепляющего продукта в слабую прослойку или в плотные связные грунты оголовок анкера-инъектора выполнен разъемным для использования на следующие анкеры. This problem is solved by the fact that in the method of fixing the pipeline, including fixing in the soil of tubular anchors with holes on the side surface by injecting a binder into the soil, followed by connecting the anchor to the pipeline by means of power belts, according to the invention, the binder is injected into the soil through holes made in the lower part of the side surface of the pipe of variable diameter, under pressure of 0.1. . . 0.5 MPa into a predefined layer of weak, incoherent soil, and when fixed in dense cohesive soils, the binder is injected under a pressure of 1.5. . . 10 MPa for 0.5-4 minutes. Moreover, oil bitumen, sodium liquid glass, various resins and other water-insoluble quick-acting substances are used as an astringent. After the injectable binder product has hardened, the anchor and the mass of the hardened product create a single structure with a holding capacity higher than that of the prototype by about 30 ... 40%. Moreover, in both cases, when the fixing product is fed into a weak layer or into dense cohesive soils, the tip of the injector-injector is made detachable for use on the following anchors.

На чертеже изображен трубопровод, закрепленный на проектных отметках при помощи анкера-инъектора. The drawing shows a pipeline mounted at design elevations using an anchor-injector.

Анкер 1 внедрен в грунт 2, закрепляющий продукт 3 инъектирован в прослойку слабого грунта 4 через сменный оголовок 5 со штуцерами 6 и 7, трубопровод 8 уложен на дно траншеи 9 и соединен с анкером 1 через прокладку 10 посредством силового пояса 11. Anchor 1 is embedded in the soil 2, the fixing product 3 is injected into the layer of soft soil 4 through a removable head 5 with fittings 6 and 7, the pipe 8 is laid at the bottom of the trench 9 and connected to the anchor 1 through the gasket 10 through the power belt 11.

Штуцер 6 оголовка 5 анкера 1 предназначен для подсоединения напорных шлангов, подающих закрепляющий продукт. Штуцер 7 оголовка 5 анкера 1 предназначен для подсоединения шлангов, подающих сжатый воздух от компрессора с целью выдавливания инъектируемого продукта из полости анкера 1 в грунт, что обеспечивает экономию вяжущего. Диаметр анкера-инъектора 1 выполнен переменным (см. чертеж) с целью предотвращения возможности выхода инъектируемого вяжущего на поверхность грунта в траншее. The fitting 6 of the head 5 of the anchor 1 is designed to connect pressure pipes that feed the fixing product. The fitting 7 of the head 5 of the anchor 1 is designed to connect hoses that supply compressed air from the compressor to squeeze the injected product from the cavity of the anchor 1 into the ground, which saves the binder. The diameter of the injector-injector 1 is made variable (see drawing) in order to prevent the possibility of the injectable binder to exit onto the soil surface into the trench.

Способ закрепления трубопровода осуществляют следующим образом. Буровой машиной БМ253 на участке, где необходимо производить закрепление трубопровода 8, пробуривают скважины до глубины 8 м и определяют характеристики грунтов, а также и глубину прослойки слабых несвязных грунтов 4. В вырытой траншее 9 трубопровода 8 машиной для внедрения анкеров 1 ВАГ206 производят внедрение инъекционного анкера 1 на глубину расположения прослойки 4 слабых несвязных грунтов. Надевают оголовок 5 анкера 1. С помощью насоса или опрессовочного агрегата, например А 0401, производят через штуцер 6 закачивание закрепляющего продукта 3 в грунт через перфорированную нижнюю часть анкера, затем производят подсоединение компрессора, например ЗИФ-50, к штуцеру 7 анкера и опорожняют внутреннюю полость анкера выдавливанием продукта в грунт. Затем производят внедрение следующего анкера и его закрепление. Трубопровод, сваренный в нитку и заизолированный, укладывают трубоукладчиками на дно траншеи 9 между закрепленными анкерами 1, на трубу между анкерами 1 устанавливают прокладку 10 для защиты изоляции от повреждений, устанавливают силовой пояс 11 между анкерами 1. The method of fixing the pipeline is as follows. Drilling machine BM253 in the area where it is necessary to secure the pipeline 8, drill wells to a depth of 8 m and determine the characteristics of the soil, as well as the depth of the layer of weak incoherent soil 4. In the dug trench 9 of the pipeline 8, the injection anchor machine 1 introduces VAG206 and the injection anchor is introduced 1 to the depth of the location of the layer 4 of weak incoherent soils. The head 5 of anchor 1 is put on. Using a pump or crimping unit, for example A 0401, the fixing product 3 is pumped through the nozzle 6 into the ground through the perforated lower part of the anchor, then a compressor, for example ZIF-50, is connected to the anchor nozzle 7 and empty the inner Anchor cavity by extruding the product into the ground. Then, the next anchor is introduced and secured. The pipeline, welded into a thread and insulated, is laid by pipe layers on the bottom of the trench 9 between the fixed anchors 1, a gasket 10 is installed on the pipe between the anchors 1 to protect the insulation from damage, a power belt 11 is installed between the anchors 1.

При отсутствии прослойки слабого грунта на глубине установки анкера 1 инъектирование осуществляют в плотные слои грунта при большем давлении: 1,5. . . 10 мПа, при этом схема закрепления трубопровода будет отличаться только отсутствием прослойки слабого грунта 4 согласно чертежу. Закрепление трубопровода с использованием инъекционных анкеров 1 в прослойку слабого грунта осуществляют под давлением 0,1...0,5 МПа. Давление менее 0,1 МПа недостаточно для подачи закрепляющего продукта в слои слабого несвязного грунта, а увеличение давления выше 0,5 МПа экономически нецелесообразно и может привести к нарушению целостности объема инъектируемого продукта, увеличению расстояния удаления закрепляющего продукта от анкера 1, уменьшению его толщины и тем самым к уменьшению несущей способности анкера 1. In the absence of a layer of soft soil at the depth of installation of the anchor 1, the injection is carried out in dense layers of soil at a higher pressure: 1.5. . . 10 MPa, while the scheme of fastening the pipeline will differ only in the absence of a layer of weak soil 4 according to the drawing. Fixing the pipeline using injection anchors 1 in a layer of soft soil is carried out under a pressure of 0.1 ... 0.5 MPa. A pressure of less than 0.1 MPa is not enough to feed the fixing product into layers of weak, incoherent soil, and an increase in pressure above 0.5 MPa is not economically feasible and can lead to a violation of the integrity of the volume of injected product, an increase in the distance of removal of the fixing product from anchor 1, and a decrease in its thickness and thereby reducing the bearing capacity of the anchor 1.

Время инъектирования менее 0,5 мин недостаточно для подачи требуемого количества закрепляющего продукта в слабые несвязные слои грунта, а увеличение времени инъектирования более 4 мин экономически нецелесообразно. An injection time of less than 0.5 minutes is not sufficient to supply the required amount of fixing product to weak, incoherent soil layers, and an increase in injection time of more than 4 minutes is not economically feasible.

Закрепление трубопровода с использованием инъекционных анкеров 1 при установке анкеров 1 в плотных связных грунтах осуществляют подачей закрепляющего продукта в два этапа: на первом этапе вяжущий продукт (закрепляющий) подают под давлением 5,0...10,0 МПа и 1,5...5,0 МПа на втором этапе. На первом этапе давление 5,0...10,0 МПа обеспечивает разрушение связности грунта вокруг анкера 1 под воздействием статического и динамического давления струйного потока вяжущего продукта 3 и его проникновения в толщу грунтового массива. Давление более 10,0 МПа экономически нецелесообразно и технически сложно обеспечить из-за необходимости применения специальных машин и механизмов. На втором этапе давление 1,5...5,0 МПа обеспечивает заполнение всех пор объема в толще грунта, образовавшегося на первом этапе инъектирования. При этом давление более 5,0 МПа экономически нецелесообразно, а давление менее 1,5 МПа не обеспечивает проникновение вяжущего (закрепляющего) продукта в грунт. Fixing the pipeline using injection anchors 1 when installing anchors 1 in dense cohesive soils is carried out by supplying a fixing product in two stages: at the first stage, the cementing product (fixing) is supplied under a pressure of 5.0 ... 10.0 MPa and 1.5 .. .5.0 MPa in the second stage. At the first stage, a pressure of 5.0 ... 10.0 MPa ensures the destruction of the soil connectivity around the anchor 1 under the influence of the static and dynamic pressure of the jet stream of the binder product 3 and its penetration into the thickness of the soil mass. A pressure of more than 10.0 MPa is not economically feasible and technically difficult to provide due to the need to use special machines and mechanisms. At the second stage, a pressure of 1.5 ... 5.0 MPa ensures the filling of all pores of the volume in the thickness of the soil formed at the first injection stage. At the same time, a pressure of more than 5.0 MPa is not economically feasible, and a pressure of less than 1.5 MPa does not ensure the penetration of the binder (fixing) product into the soil.

Предлагаемое изобретение соответствует критерию "промышленная применимость", так как найдет применение для закрепления магистральных трубопроводов при их сооружении как в слабых водонасыщенных, так и в плотных грунтах. The present invention meets the criterion of "industrial applicability", as it will find application for fixing the main pipelines during their construction both in weak water-saturated and in dense soils.

Использование предлагаемого изобретения для закрепления трубопроводов позволит повысить эксплуатационную надежность балластировки за счет увеличения удерживающей способности анкера по сравнению с прототипом. Using the proposed invention for securing pipelines will improve the operational reliability of ballasting by increasing the holding capacity of the anchor compared to the prototype.

Claims

1. The method of securing the pipeline, including fixing in the soil of tubular anchors with holes on the side surface by injecting a cementitious product, followed by connecting the anchor to the pipeline by means of power belts, characterized in that the cementing material is injected into the soil through holes made in the lower part of the side surface of the pipe variable diameter under pressure of 0.1-0.5 MPa into a predefined layer of weak, incoherent soil, and when cemented in dense cohesive soils, an astringent injection They are pressed at a pressure of 1.5-10 MPa.

2. The method of securing the pipeline according to claim 1, characterized in that oil bitumen, sodium liquid glass, various resins and other water-insoluble quick-hardening substances are used as a binder.